氣膜軟接觸連鑄技術(shù)的基礎(chǔ)研究.pdf

1、該文設(shè)計出一種新型的氣膜軟接觸連鑄結(jié)晶器,它具有冷卻長度短、傳熱量低、冷卻均勻、潤滑性能好等優(yōu)點,對1080工業(yè)純鋁、2024鋁合金、6063鋁合金進行實驗都取得了比較滿意的結(jié)果.利用氣體軸承氣膜潤滑理論的相關(guān)知識,并結(jié)合連鑄過程中的實際情況,該文建立了氣膜軟接觸連鑄工藝條件下的雷諾潤滑理論模型,研究了氣膜內(nèi)的壓力分布特點及工藝參數(shù)對連鑄穩(wěn)定性的影響規(guī)律.通過實驗,該文研究了氣膜軟接觸連鑄穩(wěn)定進行的必要條件及工藝參數(shù)影響鑄坯質(zhì)量的一般性

2、規(guī)律.理論計算結(jié)果和實驗結(jié)果非常吻合,得出了一些具有指導(dǎo)意義的結(jié)論,這為下一步的工業(yè)化試驗提供了堅實的理論和實驗基礎(chǔ).論文的主要內(nèi)容如下:通過傳熱收縮模型及潤滑理論模型的研究,發(fā)現(xiàn)在穩(wěn)定的氣膜軟接觸連鑄條件下,氣膜內(nèi)的壓力隨距結(jié)晶器氣縫距離的增加單調(diào)下降;在非穩(wěn)定條件下,氣膜內(nèi)的壓力則會出現(xiàn)先降后升的"壓力阻塞"現(xiàn)象,這不利于連鑄的順利進行.計算結(jié)果同時還表明,隨拉坯速度的增加、氣體流量的降低及環(huán)形氣縫尺寸的減小,氣膜內(nèi)的壓力分布朝非穩(wěn)

3、定方向發(fā)展.合理提高氣體流量,有利于保證連鑄的穩(wěn)定性,避免產(chǎn)生"壓力阻塞"現(xiàn)象.通過氣縫處金屬液的受力分析,該文得出了保證氣膜軟接觸連鑄工藝順利進行的必要條件.當(dāng)氣體背壓滿足這一條件時,連鑄就能穩(wěn)定進行;低于氣體背壓條件的下限時,金屬液就可能進入環(huán)形氣縫內(nèi),堵塞氣縫;反之,氣體可能進入金屬液內(nèi),形成侵入式氣孔,降低鑄坯質(zhì)量.實驗結(jié)果表明:一定工藝條件下,氣體流量對鑄坯表面質(zhì)量的影響存在臨界值,高于臨界值時,鑄坯表面非常光滑;低于臨界值時

4、,鑄坯表面則存在冷隔、裂紋等缺陷,這主要是其對氣膜連續(xù)性、周向均勻性和穩(wěn)定性的影響不同而導(dǎo)致的.影響氣膜連續(xù)性、均勻性的因素還有拉坯速度、金屬液位高度、氣縫尺寸等參數(shù),事實上,拉坯速度越大,氣膜的連續(xù)性、穩(wěn)定性越差.連鑄過程中,氣體背壓隨氣體流量的增加而增大,隨拉坯速度的增大而減小,因此,合理增大氣體流量,可以提高氣膜的剛性及其對液態(tài)金屬的約束能力.電鏡檢測及等離子發(fā)射光譜分析結(jié)果表明:氣膜軟接觸連鑄穩(wěn)定條件下,2024鋁合金的皮下反偏